APC (Automated Process Control) è un concetto inventato sotto la direzione del Prof. Maurice Pillet dal laboratorio di ricerca SYMME presso l'Università Savoia Mont Blanc. Il Controllo Automatico di Processo è un'evoluzione dell'SPC (Controllo Statistico di Processo) e consiste nell'utilizzo di risorse informatiche per controllare un processo produttivo al fine di ottenere risultati qualitativamente migliori rispetto all'SPC tradizionale.
Oggi l'APC è utilizzato a livello industriale in un'ampia gamma di settori e i vantaggi sono evidenti. Nel caso delle macchine utensili, il Controllo Automatico di Processo (APC) ha permesso di ridurre i tempi di cambio formato di un fattore 3 o 4 e di dividere per 10 il tasso di scarto. Da qualche tempo, il Controllo Automatico di Processo è stato esteso ad altri tipi di processi come la piegatura, l'iniezione, l'estrusione e così via, con risultati altrettanto impressionanti.
Il controllo automatico del processo utilizza un software a disposizione dell'installatore che calcola le correzioni da apportare al processo in base alla misurazione di uno o più prodotti. Il controllo automatico del processo si basa su due concetti fondamentali:
- Controllo di processi complessi grazie alla padronanza della correzione simultanea di decine di correttori
- Correggere la deriva con una funzione di smorzamento
Gestione di processi complessi
Quando si monitorano processi complessi che combinano misure multiple e reciprocamente dipendenti, come la lavorazione di pezzi complessi, l'impostazione della macchina è spesso un compito difficile. Prendiamo il seguente esempio:
Vogliamo correggere la misura A perché, con una misura di 10,2, è fuori tolleranza. Per correggerla, è necessario modificare la corsa dell'utensile C3, ma così facendo si modifica la quota C, che è sotto controllo. È quindi necessario correggere anche l'utensile C2. Tuttavia, così facendo si modificherà la misura B ecc.... Il problema per l'attrezzista è come correggere tutti gli utensili C1, C2 e C3 per correggere la misura A.
In questo semplice esempio, l'impostazione può sembrare banale, ma in realtà le parti sono più complesse rispetto all'esempio precedente, quindi il processo di impostazione può richiedere una notevole quantità di tempo.
Il controllo automatizzato del processo (APC) automatizza le impostazioni
Per risolvere questa difficoltà di impostazione, il software di controllo dei processi automatizzati come il modulo Ellistat APC calcola automaticamente l'impostazione per ogni utensile.
Il processo di configurazione viene automatizzato utilizzando un file di configurazione, che può essere creato a scelta:
- In base all'impatto unitario di ogni strumento
- Da un file di misurazioni tridimensionali del pezzo
1. In base all'impatto unitario di ogni strumento:
In questo caso, la configurazione del modulo Ellistat APC comporta il calcolo dell'impatto della modifica di ciascun trimmer. La domanda da porsi è semplice: se modifico questo offset, quali caratteristiche saranno modificate?
Una volta calcolati tutti gli impatti unitari, cosa che deve essere fatta una sola volta durante l'industrializzazione del prodotto, gli algoritmi di Ellistat possono calcolare automaticamente le correzioni da apportare per ogni impostazione. Nell'esempio precedente, il risultato sarebbe :
C1: -0,3 C2: -0,3 C3: -0,2
2. Dal file di misura tridimensionale del pezzo
In questo caso, la configurazione del modulo Ellistat APC è ancora più semplice, poiché è sufficiente importare un file di misura 3D e configurare i tipi di offset utilizzati dalla macchina. Gli algoritmi di Ellistat fanno il resto, calcolando automaticamente gli offset ottimali.
Qualunque sia la configurazione scelta, l'operatore non deve più calcolare la regolazione, perché viene fornita automaticamente.
L'implementazione del controllo automatizzato dei processi offre una serie di vantaggi rispetto al controllo tradizionale:
- Consente di monitorare decine o addirittura centinaia di caratteristiche.
- Calcola automaticamente le relazioni tra diversi correttori.
- Nessun errore di calcolo o di segno.
- Suggerisce l'impostazione più probabile e standardizza il modo in cui le impostazioni vengono effettuate tra le squadre.
Correzione della deriva
I limiti dell'SPC
Quando un processo viene controllato con l'SPC, si utilizzano le carte di controllo. Il controllo si basa sui limiti di controllo, che simboleggiano il normale funzionamento del processo. Quando una misura rientra nei limiti di controllo, non c'è nulla da fare: il processo è sotto controllo. Al contrario, quando una misura è al di fuori dei limiti, significa che il processo ha subito una deriva e che è necessario intervenire, ovvero che il processo deve essere regolato.
Il problema dell'SPC è che consente di reagire solo quando il processo ha già subito una deriva significativa. Nell'esempio seguente, il processo ha subito una deriva, ma solo la metà delle misurazioni porterà a un risultato al di fuori dei limiti di controllo e quindi a una reazione.
Le funzioni di smorzamento del controllo automatico di processo (APC)
L'uso di uno strumento informatico per calcolare la correzione da apportare ci consente di essere molto più precisi di un limite di controllo che contiene solo le informazioni interne/esterne. Nel controllo automatico del processo, il processo viene corretto a ogni misurazione per limitare la deriva del processo.
L'uso dell'APC consente di ottenere risultati molto migliori rispetto all'SPC tradizionale. Gli esempi seguenti mostrano l'uso dell'SPC e del modulo APC di Ellistat su un processo con derive.
Monitoraggio di un processo mediante SPC tradizionale :
Follow-up dello stesso processo utilizzando il software APC di Ellistat con Automated Process Control :
Conclusione
Il Controllo Automatico di Processo consente di automatizzare la gestione dei processi produttivi, permettendo di raggiungere risultati qualitativi prima irraggiungibili e di aumentare significativamente i tassi di utilizzo delle macchine, riducendo al minimo i tempi di fermo dovuti alle regolazioni.
Il modulo APC di Ellistat è il primo software che implementa pienamente i principi del Controllo Automatico di Processo. La sua applicazione è semplice e trasforma i risultati dell'azienda in termini di produttività e qualità.
Che si tratti di monitorare un processo con derive o di controllare un processo complesso, gli algoritmi offerti da Automated Process Control semplificano il lavoro dell'operatore e consentono di immaginare una visione completamente nuova del controllo di processo.
I vantaggi dell'implementazione del controllo automatizzato dei processi sono molteplici:
- Numero di parti di regolazione ridotto a 1 : Il controllo automatizzato del processo riduce al minimo il numero di pezzi di regolazione. Il tasso di scarto dovuto ai pezzi di aggiustamento (generalmente da 1 a 3%) viene diviso in media per 3.
- Tempo minimo di allestimento : Automatizzando l'allestimento, è sufficiente un solo pezzo per impostare una macchina. Il tempo di allestimento si riduce al minimo assoluto, aumentando il tempo di attività della macchina. Ad esempio, un involucro di una scatola di ingranaggi che richiedeva mezza giornata per l'impostazione prima dell'introduzione del Controllo Automatico di Processo può ora essere impostato in 30 minuti (tempo di ciclo di produzione).
- Indicatori di qualità massimizzati : Il controllo automatizzato del processo consente di ridurre notevolmente il numero di pezzi fuori tolleranza rispetto al controllo tradizionale. L'esperienza dimostra che il tasso di scarti dovuti a pezzi fuori tolleranza è notevolmente ridotto. Il controllo automatico del processo consente di ottenere indicatori di qualità Ppk superiori a 1,33 per tutte le caratteristiche.
- Formazione per setter di un giorno: L'applicazione del Controllo Automatico di Processo è particolarmente semplice. Basta un giorno per addestrare un addetto al montaggio a utilizzarlo.
